基于齐纳二极管的温度补偿电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于齐纳二极管的温度补偿电路及方法，基于齐纳二极管的温度补偿电路包括用于提供正温度系数的反向击穿电压的齐纳二极管，基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元和第二校准单元。第一校准单元包括校准电路。第二校准单元包括电阻电路和校准电流产生电路。本发明专利技术的基于齐纳二极管的温度补偿电路，通过校准电路校准反向击穿电压的正温度系数，再通过电阻电路和校准电流产生电路配合再次精调反向击穿电压的正温度系数，既降低噪声电流的影响，又可以在不增加噪声水平的情况下，以更精细的方式校准正温度系数，从而实现一个低噪声的基准电压。从而实现一个低噪声的基准电压。从而实现一个低噪声的基准电压。

【技术实现步骤摘要】
基于齐纳二极管的温度补偿电路及方法


[0001]本专利技术涉及集成电路
，特别是关于一种基于齐纳二极管的温度补偿电路及方法。

技术介绍

[0002]常见的电压基准为Bandgap结构电压基准。但是由于Bandgap电路的核心器件为BJT，该器件容易受到应力影响，导致基准电压在受到热应力及塑封料应力时有变化，在热迟滞及长期漂移等指标上表现一般。而基于Zener diode(齐纳二极管)的电压基准，受应力影响较小，在热迟滞及长期漂移等指标上有明显优势。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于齐纳二极管的温度补偿电路及方法，其能够解决基准电压容易受应力影响的缺点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种基于齐纳二极管的温度补偿电路，包括齐纳二极管，所述齐纳二极管用于提供正温度系数的反向击穿电压，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元和第二校准单元。
[0006]所述第一校准单元包括校准电路，所述校准电路与齐纳二极管相连，用于输出正温度系数的电压差分量以校准反向击穿电压；所述第二校准单元包括电阻电路和校准电流产生电路；所述电阻电路与第一校准单元相连，所述电阻电路提供可调节的输出电阻；所述校准电流产生电路与电阻电路相连，所述校准电流产生电路用于提供正温度系数的校准电流，通过所述校准电流和输出电阻相配合对反向击穿电压进行再次校准而获得零温度系数的基准电压。
[0007]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述校准电路包括：
[0008]偏置电流单元，用于提供偏置电流；
[0009]基极
‑
发射极电压差单元，包括基极相连的第四三极管和第五三极管，所述第四三极管的基极与集电极相连，所述第五三极管的基极与集电极相连，所述第四三极管和第五三极管的发射极与偏置电流单元相连，所述基极
‑
发射极电压差单元用于基于偏置电流提供ΔVBE电压；
[0010]晶体管，所述晶体管的第一端作为输入端以接收输入电压，所述晶体管的第二端作为输出端以输出电压，所述晶体管的第一端和第二端与第四三极管和第五三极管的基极相连；以及
[0011]第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端和第二输入端分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连以对第四三极管和第五三极管的发射极进行钳位，所述第一运算放大器的输出端与晶体管的控制端相连以使晶体管的第一端和第二端之间基于Δ
VBE电压输出正温度系数的电压差分量。
[0012]本专利技术还公开了一种基于齐纳二极管的温度补偿电路，包括齐纳二极管，用于提供正温度系数的反向击穿电压，其特征在于，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元；所述第一校准单元包括校准电路，所述校准电路与齐纳二极管相连，用于输出正温度系数的电压差分量以校准反向击穿电压；
[0013]所述校准电路包括：
[0014]偏置电流单元，用于提供偏置电流；
[0015]基极
‑
发射极电压差单元，包括基极相连的第四三极管和第五三极管，所述第四三极管的基极与集电极相连，所述第五三极管的基极与集电极相连，所述第四三极管和第五三极管的发射极与偏置电流单元相连，所述基极
‑
发射极电压差单元用于基于偏置电流提供ΔVBE电压；
[0016]晶体管，所述晶体管的第一端作为输入端以接收输入电压，所述晶体管的第二端作为输出端以输出电压，所述晶体管的第一端和第二端与第四三极管和第五三极管的基极相连；以及
[0017]第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端和第二输入端分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连以对第四三极管和第五三极管的发射极进行钳位，所述第一运算放大器的输出端与晶体管的控制端相连以使晶体管的第一端和第二端之间基于ΔVBE电压输出正温度系数的电压差分量。
[0018]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述偏置电流单元包括：偏置电流源以及与偏置电流源、第四三极管和第五三极管的发射极相连的电流镜，所述偏置电流源用于提供偏置电流，所述电流镜用于复制偏置电流。
[0019]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述电流镜包括基极相连的第一三极管、第二三极管和第三三极管，所述第一三极管的基极与集电极相连且与偏置电流源相连，所述第二三极管和第三三极管的集电极分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连，所述第一三极管、第二三极管和第三三极管的发射极与地电压相连。
[0020]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第二三极管的发射极面积和第三三极管的发射极面积比为1：M。
[0021]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述基极
‑
发射极电压差单元层叠连接有多个。
[0022]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一运算放大器的输入对管均为三极管。
[0023]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第四三极管和第五三极管的个数比为N：1。
[0024]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述电阻电路包括多个电阻和开关管，所述电阻相互串联，每个所述电阻的两端与对应的开关管的第一端和第二端相连，所述开关管的控制端均受校准码控制。
[0025]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述校准电流产生电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二运算放大器、第六三极管、第七三极管、第八三极管和MOS管；
[0026]所述MOS管的源极与电源电压相连，所述MOS管的漏极与第一电阻的第一端以及第二电阻的第一端相连，所述MOS管的栅极与第二运算放大器的输出端相连，所述第一电阻的第二端与第二运算放大器的第二输入端和第六三极管的基极以及集电极相连，所述第二电阻的第二端与第二运算放大器的第一输入端以及第三电阻的第一端相连，所述第三电阻的
第二端与第七三极管的基极和集电极相连，所述第八三极管的基极与第六三极管的基极相连，所述第六三极管、第七三极管和第八三极管的发射极与地电压相连，所述第八三极管的集电极与电阻电路相连。
[0027]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括与校准电流产生电路和电阻电路相连以输出基准电压的缓冲器。
[0028]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括与校准电路相连以输出基准电压的缓冲器。
[0029]本专利技术还提供了一种基于齐纳二极管的温度补偿方法，包括：
[0030]基于校准电路获得正温度系数的电压差分量以对齐纳二极管的正温度系数的反向击穿电压进行校准；
[0031]基于校准电流产生电路获得正温度系数的校准电流；
[0032]对电阻电路进行调节而获得输出电阻，以实现配合校准电流对反向击穿电压进行再次校准而获得零温度系数的基准电压。
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于齐纳二极管的温度补偿电路，包括齐纳二极管，用于提供正温度系数的反向击穿电压，其特征在于，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元和第二校准单元；所述第一校准单元包括校准电路，所述校准电路与齐纳二极管相连，用于输出正温度系数的电压差分量以校准反向击穿电压；所述第二校准单元包括电阻电路和校准电流产生电路；所述电阻电路与第一校准单元相连，所述电阻电路提供可调节的输出电阻；所述校准电流产生电路与电阻电路相连，所述校准电流产生电路用于提供正温度系数的校准电流，通过所述校准电流和输出电阻相配合对反向击穿电压进行再次校准而获得零温度系数的基准电压。2.如权利要求1所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述校准电路包括：偏置电流单元，用于提供偏置电流；基极
‑
发射极电压差单元，包括基极相连的第四三极管和第五三极管，所述第四三极管的基极与集电极相连，所述第五三极管的基极与集电极相连，所述第四三极管和第五三极管的发射极与偏置电流单元相连，所述基极
‑
发射极电压差单元用于基于偏置电流提供ΔVBE电压；晶体管，所述晶体管的第一端作为输入端以接收输入电压，所述晶体管的第二端作为输出端以输出电压，所述晶体管的第一端和第二端与第四三极管和第五三极管的基极相连；以及第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端和第二输入端分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连以对第四三极管和第五三极管的发射极进行钳位，所述第一运算放大器的输出端与晶体管的控制端相连以使晶体管的第一端和第二端之间基于ΔVBE电压输出正温度系数的电压差分量。3.一种基于齐纳二极管的温度补偿电路，包括齐纳二极管，用于提供正温度系数的反向击穿电压，其特征在于，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元；所述第一校准单元包括校准电路，所述校准电路与齐纳二极管相连，用于输出正温度系数的电压差分量以校准反向击穿电压；所述校准电路包括：偏置电流单元，用于提供偏置电流；基极
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发射极电压差单元，包括基极相连的第四三极管和第五三极管，所述第四三极管的基极与集电极相连，所述第五三极管的基极与集电极相连，所述第四三极管和第五三极管的发射极与偏置电流单元相连，所述基极
‑
发射极电压差单元用于基于偏置电流提供ΔVBE电压；晶体管，所述晶体管的第一端作为输入端以接收输入电压，所述晶体管的第二端作为输出端以输出电压，所述晶体管的第一端和第二端与第四三极管和第五三极管的基极相连；以及第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端和第二输入端分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连以对第四三极管和第五三极管的发射极进行钳位，所述第一运
算放大器的输出端与晶体管的控制端相连以使晶体管的第一端和第二端之间基于ΔVBE电压输出正温度系数的电压差分量。4.如权利要求2或3所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述偏置电流单元包括：偏置电流源以及与偏置电流源、...

【专利技术属性】
技术研发人员：董彭，
申请(专利权)人：思瑞浦微电子科技苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：